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钋-210 编辑

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钋-210

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钋-210(210Po,Po-210,以前称为镭F)是钋的同位素。 它经历 alpha 衰变成为稳定的 206Pb,半衰期为 138.376 天(约 4+1⁄2 个月),是所有天然钋同位素中半衰期最长的。 210Po 于 1898 年首次被发现,同时也标志着钋元素的发现,它是在铀 238 和镭 226 的衰变链中产生的。 210Po 是环境中的主要污染物,主要影响海鲜和烟草。 它的极端毒性归因于强烈的放射性,能够严重伤害人类。

历史

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1898年,居里夫人和皮埃尔·居里在沥青铀矿中发现了一种强放射性物质,并确定它是一种新元素; 它是最早发现的放射性元素之一。 确定后,他们以玛丽的祖国波兰的名字命名元素钋。 威利·马克瓦尔德 (Willy Marckwald) 在 1902 年发现了一种类似的放射性活度,并将其命名为射电碲,大致与此同时,欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Rutherford) 在他对铀衰变链的分析中发现了相同的活度,并将其命名为镭 F(最初为镭 E)。 到 1905 年,卢瑟福得出结论,所有这些观察结果都是由于同一种物质 210Po 引起的。 1913 年弗雷德里克·索迪 (Frederick Soddy) 首次提出的进一步发现和同位素概念坚定地将 210Po 作为铀系列中的倒数第二步。

1943 年,作为代顿计划的一部分,210Po 被研究作为核武器中可能的中子起爆剂。 在随后的几十年里,对处理 210Po 的工人安全的担忧导致对其健康影响的广泛研究。

1950 年代,美国原子能委员会在俄亥俄州芒德实验室的科学家探索了在放射性同位素热电发电机 (RTG) 中使用 210Po 作为热源为卫星提供动力的可能性。 1958 年开发了使用 210Po 的 2.5 瓦原子电池。但是,选择了同位素钚 238,因为它的半衰期更长,为 87.7 年。

钋-210 于 2006 年被用来杀害俄罗斯持不同政见者和前 FSB 官员亚历山大 V. 利特维年科,并在 2012 年至 2013 年对其尸体进行挖掘和分析后被怀疑是亚西尔阿拉法特死亡的可能原因。

衰减特性

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210Po 是一种半衰期为 138.376 天的α发射体; 它直接衰变为稳定的 206Pb。 大多数时候,210Po 仅通过发射 α 粒子而衰变,而不是通过发射 α 粒子和 γ 射线而衰变; 大约十万分之一的衰变会导致伽马射线的发射。 这种低伽马射线产生率使得发现和识别这种同位素变得更加困难。 与伽马射线能谱不同,阿尔法能谱是测量这种同位素的最佳方法。

由于其半衰期短得多,一毫克 210Po 每秒发射的 α 粒子与 5 克 226Ra 一样多。 几居里的 210Po 会因周围空气的激发而发出蓝光。

210Po 在自然界中含量极少,是铀系列衰变链中的倒数第二个同位素。 它是通过 210Pb 和 210Bi 的 β 衰变产生的。

天体物理 s 过程因 210Po 的衰变而终止,因为中子通量不足以导致在 210Po 的短寿命期间进一步捕获中子。 相反,210Po alpha 衰变为 206Pb,然后捕获更多的中子变成 210Po 并重复该循环,从而消耗剩余的中子。 这导致铅和铋的积累,并确保较重的元素(例如钍和铀)仅在更快的 r 过程中产生。

制作

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有意

尽管 210Po 在自然界中以痕量存在,但其含量不足以 (0.1 ppb) 从铀矿石中提取是可行的。 相反,大多数 210Po 是通过在核反应堆中用中子轰击 209Bi 合成生产的。 该过程将 209Bi 转化为 210Bi,后者 β 衰变为 210Po,半衰期为五天。 通过这种方法,每月约有 8 克(0.28 盎司)的 210Po 在俄罗斯生产并运往美国用于商业应用。

钋-210

副产品

钋 210 的生产对于使用铅铋共晶而非纯铅冷却的反应堆来说是不利的,但是,鉴于这种合金的共晶特性,一些提议的第四代反应堆设计仍然依赖于铅铋。

应用

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一克 210Po 可产生 140 瓦的功率。 由于它会发射出许多 α 粒子,这些粒子会在致密介质中的很短距离内停止并释放能量,因此 210Po 已被用作轻型热源,为人造卫星中的热电电池提供动力; 例如,每个部署在月球表面的 Lunokhod 漫游车中也装有 210Po 热源,以在农历夜晚保持其内部组件温暖。


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  1. 钋-210
  2. 历史
  3. 衰减特性
  4. 制作
  5. 有意
  6. 副产品
  7. 应用

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